Mărimea fizică a lungimii. Cantitate fizica

Fizica, ca știință care studiază fenomenele naturale, folosește tehnica standard cercetare. Etapele principale pot fi numite: observarea, formularea unei ipoteze, efectuarea unui experiment, fundamentarea teoriei. În timpul observării se stabilește trăsături distinctive fenomene, cursul cursului său, motive posibile si consecinte. O ipoteză ne permite să explicăm cursul unui fenomen și să stabilim tiparele acestuia. Experimentul confirmă (sau nu confirmă) validitatea ipotezei. Vă permite să stabiliți o relație cantitativă între cantități în timpul unui experiment, ceea ce duce la o stabilire precisă a dependențelor. O ipoteză confirmată prin experiment stă la baza unei teorii științifice.

Nicio teorie nu poate pretinde fiabilitate dacă nu a primit o confirmare completă și necondiționată în timpul experimentului. Efectuarea acestuia din urmă este asociată cu măsurători ale mărimilor fizice care caracterizează procesul. - aceasta este baza măsurătorilor.

Ce este

Măsurarea se referă la acele mărimi care confirmă validitatea ipotezei despre tipare. O mărime fizică este o caracteristică științifică a unui corp fizic, a cărei relație calitativă este comună multor corpuri similare. Pentru fiecare organism, această caracteristică cantitativă este pur individuală.

Dacă ne întoarcem la literatura de specialitate, atunci în cartea de referință a lui M. Yudin și colab. (ediția 1989) citim că o mărime fizică este: „o caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau. proces), comun din punct de vedere calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individual cantitativ pentru fiecare obiect.”

Dicționarul lui Ozhegov (ediția din 1990) afirmă că o cantitate fizică este „mărimea, volumul, extensia unui obiect”.

De exemplu, lungimea este o mărime fizică. Mecanica interpretează lungimea ca distanța parcursă, electrodinamica folosește lungimea firului, iar în termodinamică o valoare similară determină grosimea pereților vaselor de sânge. Esența conceptului nu se schimbă: unitățile de mărime pot fi aceleași, dar sensul poate fi diferit.

O trăsătură distinctivă a unei mărimi fizice, să zicem, față de una matematică, este prezența unei unități de măsură. Meter, foot, arshin sunt exemple de unități de lungime.

Unități

Pentru a măsura o mărime fizică, aceasta trebuie comparată cu mărimea luată ca unitate. Amintiți-vă de minunatul desen animat „Patruzeci și opt de papagali”. Pentru a determina lungimea boa constrictor, eroii i-au măsurat lungimea în papagali, pui de elefant și maimuțe. În acest caz, lungimea boa constrictor a fost comparată cu înălțimea altor personaje de desene animate. Rezultatul depindea cantitativ de standard.

Mărimile sunt o măsură a măsurării sale într-un anumit sistem de unități. Confuzia în aceste măsuri apare nu numai din cauza imperfecțiunii și eterogenității măsurilor, ci uneori și din cauza relativității unităților.

Măsura rusă a lungimii este arshin - distanța dintre index și degetul mare. Cu toate acestea, mâinile fiecăruia sunt diferite, iar arshinul măsurat de mâna unui bărbat adult este diferit de arshin-ul măsurat de mâna unui copil sau a unei femei. Aceeași discrepanță în măsurarea lungimii se referă la brațuri (distanța dintre vârfurile degetelor mâinilor întinse în lateral) și coate (distanța de la degetul mijlociu la cotul mâinii).

Este interesant că bărbați mici erau angajați ca funcționari în magazine. Negustorii vicleni au salvat țesături folosind măsuri ceva mai mici: arshin, cot, brat.

Sisteme de măsuri

O astfel de varietate de măsuri a existat nu numai în Rusia, ci și în alte țări. Introducerea unităților de măsură a fost adesea arbitrară, uneori, aceste unități au fost introduse doar din cauza confortului măsurării lor. De exemplu, pentru a măsura presiunea atmosferică, a fost introdus mmHg. Cunoscut în care a fost folosit un tub umplut cu mercur, a fost posibil să se introducă o astfel de valoare neobișnuită.

Puterea motorului a fost comparată cu (ceea ce se mai practică în vremea noastră).

Diverse mărimi fizice au făcut ca măsurarea mărimilor fizice nu numai să fie complexă și nesigură, ci și să complice dezvoltarea științei.

Sistem unificat de măsuri

Un sistem unificat de mărimi fizice, convenabil și optimizat în fiecare țară industrializată, a devenit o nevoie urgentă. A fost adoptată ca bază ideea alegerii cât mai puține unități, cu ajutorul cărora se puteau exprima în relații matematice și alte mărimi. Astfel de cantități de bază nu ar trebui să fie legate între ele; sensul lor este determinat fără ambiguitate și clar în orice sistem economic.

Diferite țări au încercat să rezolve această problemă. Crearea unui SGS, ISS și altele unificate) a fost întreprinsă în mod repetat, dar aceste sisteme erau incomode fie cu punct științific viziune sau în uz casnic, aplicații industriale.

Sarcina, pusă la sfârșitul secolului al XIX-lea, a fost rezolvată abia în 1958. Un sistem unificat a fost prezentat la o reuniune a Comitetului Internațional pentru Metrologie Legală.

Sistem unificat de măsuri

Anul 1960 a fost marcat de întâlnirea istorică a Conferinței Generale a Greutăților și Măsurilor. Prin decizia acestei onorabile întâlniri a fost adoptat un sistem unic numit „Systeme internationale d"unites” (abreviat SI). În versiunea rusă, acest sistem se numește Sistem internațional (abreviere SI).

Baza este de 7 unități principale și 2 suplimentare. Valoarea lor numerică este determinată sub forma unui standard

Tabelul SI al mărimilor fizice

Numele unității principale

Cantitatea măsurată

Desemnare

Internaţional

Rusă

Unități de bază

kilogram

Puterea curentă

Temperatura

Cantitatea de substanță

Puterea luminii

Unități suplimentare

Unghi plat

Steradian

Unghi solid

Sistemul în sine nu poate consta doar din șapte unități, din moment ce diversitate procese fiziceîn natură necesită introducerea a tot mai multe cantităţi noi. Structura în sine prevede nu numai introducerea de noi unități, ci și interrelația lor sub formă de relații matematice (mai des sunt numite formule dimensionale).

O unitate de mărime fizică se obține folosind înmulțirea și împărțirea unităților de bază în formula dimensională. Absența coeficienților numerici în astfel de ecuații face ca sistemul să fie nu numai convenabil din toate punctele de vedere, ci și coerent (consecvent).

Unități derivate

Unitățile de măsură care se formează din cele șapte de bază se numesc derivate. Pe lângă unitățile de bază și derivate, a fost nevoie să se introducă altele suplimentare (radiani și steradiani). Dimensiunea lor este considerată a fi zero. Lipsa instrumentelor de măsurare pentru determinarea acestora face imposibilă măsurarea acestora. Introducerea lor se datorează utilizării lor în cercetare teoretică. De exemplu, mărimea fizică „forță” din acest sistem este măsurată în newtoni. Deoarece forța este o măsură a acțiunii reciproce a corpurilor unul asupra celuilalt, care este motivul variației vitezei unui corp cu o anumită masă, ea poate fi definită ca produsul unei unități de masă cu o unitate de viteză. împărțit la o unitate de timp:

F = k٠M٠v/T, unde k este coeficientul de proporționalitate, M este unitatea de masă, v este unitatea de viteză, T este unitatea de timp.

SI oferă următoarea formulă pentru dimensiuni: H = kg٠m/s 2, unde sunt utilizate trei unități. Și kilogramul, și metrul și al doilea sunt clasificați ca de bază. Factorul de proporționalitate este 1.

Este posibil să se introducă mărimi adimensionale, care sunt definite ca un raport al mărimilor omogene. Acestea includ, după cum se știe, egale cu raportul dintre forța de frecare și forța normală de presiune.

Tabelul mărimilor fizice derivate din cele de bază

Numele unității

Cantitatea măsurată

Formula dimensională

kg٠m 2 ٠s -2

presiune

kg٠ m -1 ٠s -2

inducție magnetică

kg ٠А -1 ٠с -2

tensiune electrică

kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -1

Rezistență electrică

kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -2

Incarcare electrica

putere

kg ٠m 2 ٠s -3

Capacitate electrică

m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2

Joule la Kelvin

Capacitate termica

kg ٠m 2 ٠s -2 ٠K -1

Becquerel

Activitatea unei substanțe radioactive

Flux magnetic

m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -1

Inductanţă

m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -2

Doza absorbită

Doza de radiație echivalentă

Iluminare

m -2 ٠kd ٠av -2

Flux de lumină

Forță, greutate

m ٠kg ٠s -2

Conductivitate electrică

m -2 ٠kg -1 ٠s 3 ٠A 2

Capacitate electrică

m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2

Unități non-sistem

Utilizarea cantităților stabilite istoric care nu sunt incluse în SI sau diferă doar printr-un coeficient numeric este permisă la măsurarea cantităților. Acestea sunt unități nesistemice. De exemplu, mm de mercur, raze X și altele.

Coeficienții numerici sunt utilizați pentru a introduce submultipli și multipli. Prefixele corespund unui anumit număr. Exemplele includ centi-, kilo-, deca-, mega- și multe altele.

1 kilometru = 1000 de metri,

1 centimetru = 0,01 metri.

Tipologia cantităților

Să încercăm să indicăm câteva caracteristici de bază care ne permit să stabilim tipul de valoare.

1. Direcția. Dacă acțiunea unei mărimi fizice este direct legată de direcție, se numește vector, altele - scalar.

2. Disponibilitatea dimensiunii. Existența unei formule pentru mărimile fizice face posibilă numirea lor dimensională. Dacă toate unitățile dintr-o formulă au un grad zero, atunci ele se numesc adimensionale. Ar fi mai corect să le numim cantități cu dimensiunea egală cu 1. La urma urmei, conceptul de mărime adimensională este ilogic. Proprietatea principală - dimensiunea - nu a fost anulată!

3. Dacă este posibil, adaos. O mărime aditivă, a cărei valoare poate fi adăugată, scăzută, înmulțită cu un coeficient etc. (de exemplu, masa) este o mărime fizică care este însumabilă.

4. În raport cu sistemul fizic. Extensiv - dacă valoarea sa poate fi compilată din valorile subsistemului. Un exemplu ar fi suprafața măsurată în metri pătrați. Intensiv - o cantitate a cărei valoare nu depinde de sistem. Acestea includ temperatura.

Introducere

În viața practică, oamenii se ocupă de măsurători peste tot. La fiecare pas există măsurători ale unor cantități precum lungimea, volumul, greutatea, timpul.

Măsurătorile sunt una dintre cele mai importante modalități prin care oamenii pot înțelege natura. Ei dau caracteristici cantitative lumea înconjurătoare, dezvăluind omului legile care funcționează în natură.

Știința, economia, industria și comunicațiile nu pot exista fără măsurători. În fiecare secundă, în lume sunt efectuate milioane de operațiuni de măsurare, ale căror rezultate sunt utilizate pentru a asigura calitatea și nivelul tehnic al produselor fabricate, siguranța și funcționarea fără probleme a transportului, justificarea diagnostice medicale, analiza fluxurilor de informații. Practic nu există nicio zonă de activitate umană în care rezultatele măsurătorilor, testelor și controlului să nu fie utilizate intens. Rolul măsurătorilor a crescut în special în epoca implementării pe scară largă tehnologie nouă, dezvoltarea electronicii, automatizării, energiei nucleare, zborului spațial și dezvoltarea tehnologiei medicale.

Cerințele de acuratețe, fiabilitate și eficiență operațională a sistemelor tehnice pentru diverse scopuri sunt în continuă creștere. Nu este posibil să furnizați acești indicatori fără măsurare cantitate mare parametrii și caracteristicile diferitelor dispozitive, sisteme și procese. Deoarece deciziile foarte importante sunt luate pe baza rezultatelor măsurătorilor, trebuie să existe încredere în acuratețea și fiabilitatea rezultatelor măsurătorilor. În medicină, acuratețea măsurătorilor este deosebit de importantă, deoarece un organism viu este sistem complex, care este foarte greu de studiat, iar viața și sănătatea unei persoane depind de acuratețea acesteia.

Pentru a face față cu succes numeroaselor și variate probleme de măsurare, este necesar să stăpânești unele principii generale soluțiile lor, avem nevoie de un fundament științific și legislativ unificat care să asigure în practică calitate superioară măsurători, indiferent de locul și în ce scop sunt efectuate. Metrologia este un astfel de fundament.

Mărimea fizică și măsurarea acesteia

Cantitate fizica

Obiectul metrologiei sunt mărimile fizice. Există diverse obiecte fizice care au diverse proprietăți fizice, al căror număr este nelimitat. O persoană, în dorința sa de a cunoaște obiecte fizice - obiecte de cunoaștere - alocă unele cantitate limitata proprietăți care sunt comune unui număr de obiecte în sens calitativ, dar individuale pentru fiecare dintre ele în sens cantitativ. Asemenea proprietăți se numesc mărimi fizice.

Cantitate fizica- una dintre proprietăţile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), comună din punct de vedere calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele.

Mărimile fizice sunt folosite pentru a caracteriza diverse obiecte, fenomene și procese. Separați cantitățile de bază și derivate de cantitățile de bază. În Sistemul Internațional de Unități sunt stabilite șapte cantități de bază și două suplimentare. Acestea sunt lungimea, masa, timpul, temperatura termodinamică, cantitatea de materie, intensitatea luminoasă și forța curent electric, unitățile suplimentare sunt radiani și steradian.

Metrologia studiază și se ocupă numai de măsurători ale mărimilor fizice, adică. cantități pentru care poate exista o unitate de cantitate realizabilă fizic și reproductibilă. Cu toate acestea, măsurătorile sunt adesea clasificate incorect ca diferite tipuri de evaluări ale proprietăților care, deși se încadrează în mod formal sub definiția dată a unei mărimi fizice, nu permit implementarea unității corespunzătoare. Astfel, o evaluare larg răspândită în psihologie dezvoltare mentală o persoană este numită dimensiunea inteligenței; evaluarea calitatii produsului - masurarea calitatii. Și deși aceste proceduri folosesc parțial idei și metode metrologice, ele nu pot fi calificate ca măsurători în sensul acceptat în metrologie. Astfel, pe lângă definiția de mai sus, subliniem că posibilitatea implementării fizice a unei unități este o trăsătură definitorie a conceptului de „cantitate fizică”.

Se numește certitudinea calitativă a unei mărimi fizice tip de mărime fizică. În consecință, se numesc mărimi fizice de același fel omogen, diferite feluri - eterogen. Astfel, lungimea și diametrul unei piese sunt cantități omogene, lungimea și masa unei piese sunt neuniforme.

Cantitativ, o mărime fizică se caracterizează prin mărimea ei, care este exprimată prin valoarea sa.

Mărimea mărimii fizice- determinarea cantitativă a unei mărimi fizice inerentă unui anumit obiect material, sistem, fenomen sau proces. Pentru a estima valoarea mărimii unei mărimi fizice, este necesar să o exprimați într-un mod ușor de înțeles și convenabil. Prin urmare, mărimea unei mărimi fizice date este comparată cu o anumită mărime a unei mărimi fizice omogenă cu aceasta, luată ca unitate, i.e. introduceți unitatea de măsură a unei mărimi fizice date.

Unitatea de măsură a mărimii fizice- o mărime fizică de mărime fixă, căreia i se atribuie în mod convențional o valoare numerică egală cu 1 și este utilizată pentru exprimarea cantitativă a mărimii fizice similare acesteia. Introducerea unei unități de măsură pentru o anumită mărime fizică permite determinarea valorii acesteia.

Valoarea cantității fizice- exprimarea marimii unei marimi fizice sub forma unui anumit numar de unitati acceptate pentru aceasta. Valoarea unei marimi fizice include valoarea numerica a marimii fizice si unitatea de masura. Găsirea valorii unei mărimi fizice este scopul măsurării și rezultatul final al acesteia.

Găsirea adevăratei valori a unei mărimi măsurate este problema centrală a metrologiei. Standardul definește valoarea adevărată ca fiind valoarea unei mărimi fizice care într-un mod ideal ar reflecta în termeni calitativi și cantitativi proprietățile corespunzătoare ale obiectului. Unul dintre postulatele metrologiei este propoziția că adevărata valoare a unei mărimi fizice există, dar este imposibil să o determine prin măsurare. Prin urmare, în practică ele operează cu conceptul de sens real.

Valoare reala- valoarea unei marimi fizice obtinuta experimental si atat de apropiata de valoarea adevarata incat poate fi folosita in locul acesteia in sarcina de masurare data.

Trăind în timp, nu știm timpul
Deci nu ne înțelegem pe noi înșine
Într-un asemenea moment, însă, ne-am născut?
Ce ora ne va spune: „Du-te departe”!
Și cum recunoaștem ce înseamnă timpul nostru?
Și ce fel de viitor ascunde timpul nostru?
Dar timpul suntem noi! Nimeni altcineva!
Suntem cu tine!

P. Fleming

Dintre numeroasele mărimi fizice, există unele de bază prin care toate celelalte sunt exprimate folosind anumite relații cantitative. Acest - lungime, timp și masă. Să aruncăm o privire mai atentă asupra acestor mărimi și unităților lor de măsură.

1. LUNGIME. METODE DE MĂSURARE A DISTANȚELOR

Lungime măsură pentru măsurarea distanței . Caracterizează extinderea în spațiu. Încercările de măsurători subiective ale lungimii au fost observate cu mai bine de 4.000 de ani în urmă: în secolul al III-lea în China, a fost inventat un dispozitiv pentru măsurarea distanțelor: un cărucior ușor avea un sistem de viteze conectat la o roată și un tambur. Fiecare li (576 m) era marcat de ritmul unei tobe. Cu această invenţie ministrul Pei Xiu a creat un „Atlas regional” pe 18 foi și harta mare China pe mătase, care era atât de mare încât era dificil pentru o persoană să o deruleze.
Exista Fapte interesante măsurători de lungime. Așa că, de exemplu, marinarii și-au măsurat drumul tuburi , adică distanța pe care o parcurge nava în timpul în care ia marinarului să fumeze o pipă. În Spania a existat o unitate similară trabuc , iar în Japonia - potcoava de cal (o talpă de paie care a înlocuit o potcoavă). Au fost și Pași (dintre vechii romani) și arshins (?71 cm) și lungimea (?18 cm). Prin urmare, ambiguitatea rezultatelor măsurătorilor a arătat necesitatea introducerii unei unități consistente. Într-adevăr, inch (2,54 cm introdus ca lungime deget mare, de la verbul „inch”) și picior (30 cm, ca lungimea piciorului de la „picior” englezesc - picior) a fost dificil de comparat.

Fig.1. Contorul ca standard de lungime din 1889 până în 1960

Din 1889 până în 1960, o zece milioane din distanța măsurată de-a lungul meridianului Paris de la Polul Nord până la ecuator a fost folosită ca unitate de lungime - metru (din grecescul metron - măsură) (Fig. 1).
O tijă din aliaj de platină-iridiu a fost folosită ca standard de lungime, a fost depozitată în Sèvres, lângă Paris. Până în 1983, un metru era considerat a fi egal cu 1650763,73 lungimi de undă ale liniei spectrale portocalii emise de o lampă cu cripton.
Descoperirea laserului (în 1960 în SUA) a făcut posibilă măsurarea vitezei luminii cu un grad mai mare de precizie (?с=299.792.458 m/s) în comparație cu lampa cu cripton.
Metru unitate de lungime egală cu distanța pe care o parcurge lumina în vid în timp? 99.792.458 str.

Gama de măsurare a dimensiunii obiectelor din natură este prezentată în Figura 2.

Fig.2. Gama de măsurare a dimensiunii obiectelor din natură

Metode de măsurare a distanțelor. Pentru a măsura distanțe și dimensiuni relativ mici ale corpurilor, se utilizează o bandă de măsură, o riglă sau un contor. Dacă volumele măsurate sunt mici și este necesară o precizie mai mare, atunci măsurătorile sunt efectuate cu un micrometru sau un șubler. Când măsurați distanțe mari, utilizați metode diferite: triangulare, radar. De exemplu, distanța până la orice stea sau lună este măsurată folosind metoda triangulaţie (Fig. 3).

Fig.3. Metoda triangulației

Cunoașterea bazei - distanța lîntre două telescoape situate în punctele A și B de pe Pământ și unghiurile a1Și a2, sub care sunt îndreptate spre Lună, găsiți distanțele AC și BC:

Când se determină distanța până la o stea, diametrul orbitei Pământului în jurul Soarelui poate fi folosit ca bază (Fig. 4).

Fig.4. Determinarea distanței până la o stea

În prezent, distanța planetelor cele mai apropiate de Pământ este măsurată prin metoda distanță cu laser . Un fascicul laser trimis spre Lună, de exemplu, este reflectat și, întorcându-se pe Pământ, este primit de o fotocelulă (Fig. 5).

Orez. 5. Măsurarea distanțelor folosind distanța laser

Măsurând intervalul de timp t0 după care fasciculul reflectat revine și cunoscând viteza luminii „c”, puteți afla distanța până la planetă: .

Pentru măsurarea distanțelor scurte folosind microscop obișnuit puteți împărți un metru într-un milion de părți și obțineți micrometru, sau micron. Cu toate acestea, este imposibil să se continue diviziunea în acest fel, deoarece obiectele ale căror dimensiuni sunt mai mici de 0,5 microni nu pot fi văzute cu un microscop obișnuit.

Fig.6. Fotografia cu microscopul ionic a atomilor de carbon din grafit

Microscop ionic (Fig. 6) face posibilă măsurarea diametrului atomilor și moleculelor de ordinul 10~10 m. Distanța dintre atomi este de 1,5-10-10 m. Spațiul intraatomic este practic gol, cu un nucleu minuscul în centrul atomului. Observarea împrăștierii particulelor de înaltă energie pe măsură ce trec printr-un strat de materie face posibilă sondarea materialului până la dimensiunea nuclee atomice(10–15 m).

2. TIMPUL. MĂSURAREA DIFERITELOR PERSPECTIVE DE TIMP

Timpul este o măsură de măsurare a diferitelor perioade de timp . Este o măsură a vitezei cu care are loc orice modificare, adică o măsură a vitezei evenimentelor. Măsurarea timpului se bazează pe procese periodice, ciclice repetate.
Se crede că primul ceas a fost gnomon , inventat în China la sfârșitul secolului al XVI-lea. Timpul era măsurat prin lungimea și direcția umbrei de la un stâlp vertical (gnomon) iluminat de soare. Acest indicator de umbră a servit drept primul ceas.
S-a remarcat de mult timp că fenomenele astronomice au cea mai mare stabilitate și repetabilitate; Ziua face loc noptii si anotimpurile se alterneaza regulat. Toate aceste fenomene sunt asociate cu mișcarea Soarelui sfera celestiala. Calendarul a fost creat pe baza lor.
Măsurarea perioadelor scurte de timp (aproximativ 1 oră) a rămas mult timp o sarcină dificilă, căreia savantul olandez a făcut față cu brio. Christian Huygens(Fig. 7).

Fig.7. Christian Huygens

În 1656, a proiectat un ceas cu pendul, ale cărui oscilații erau susținute de o greutate și a cărei eroare era de 10 s pe zi. Dar, în ciuda îmbunătățirii constante a ceasurilor și a preciziei crescânde a măsurării timpului, al doilea (definit ca 1/86400 dintr-o zi) nu a putut fi folosit ca un standard constant de timp. Acest lucru se explică printr-o ușoară încetinire a vitezei de rotație a Pământului în jurul axei sale și o creștere corespunzătoare a perioadei de revoluție, adică. durata zilei.
Obținerea unui standard de timp stabil a fost posibilă ca urmare a studierii spectrelor de emisie ale diferiților atomi și molecule, ceea ce a făcut posibilă măsurarea timpului cu o precizie unică. Se măsoară perioada oscilațiilor electromagnetice emise de atomi eroare relativă aproximativ 10–10 s (Fig. 8).

Fig.8. Interval de măsurare a timpului pentru obiectele din Univers

În 1967, a fost introdusă o nouă secundă standard. O secundă este o unitate de timp egală cu 9.192.631.770 de perioade de radiație de la izotopul atomului de cesiu - 133.

Radiația de cesiu-133 este ușor de reprodus și măsurat în condiții de laborator. Eroarea unor astfel de „ceasuri atomice” pe an este de 3 * 10-7 s.
Pentru a măsura o perioadă mai lungă de timp, se utilizează un alt tip de periodicitate. Numeroase studii ale izotopilor radioactivi (de descompunere în timp) au arătat că timpul în care numărul lor scade de 2 ori (jumătate de viață), este o valoare constantă. Aceasta înseamnă că timpul de înjumătățire vă permite să alegeți scala de timp.
Alegerea izotopului pentru măsurarea timpului depinde de intervalul de timp aproximativ măsurat. Timpul de înjumătățire ar trebui să fie proporțional cu intervalul de timp așteptat (Tabelul 1).

tabelul 1

Timpul de înjumătățire al unor izotopi

În cercetarea arheologică, cel mai frecvent măsurat este izotopul de carbon 14C, care are un timp de înjumătățire de 5.730 de ani. Vârstă manuscris antic este estimat la 5730 de ani dacă conținutul de 14C din acesta este de 2 ori mai mic decât cel original (ceea ce este cunoscut). Când conținutul de 14C scade de 4 ori față de originalul, vârsta obiectului este un multiplu de două timpi de înjumătățire, adică egală cu 11.460 de ani. Pentru a măsura perioade și mai lungi de timp, se folosesc alți izotopi radioactivi care au timpi de înjumătățire mai lungi. Izotopul de uraniu 238U (timp de înjumătățire 4,5 miliarde de ani) se transformă în plumb ca urmare a descompunerii. Comparația conținutului de uraniu și plumb din roci și apa oceanică a făcut posibilă stabilirea vârstei aproximative a Pământului, care este de aproximativ 5,5 miliarde de ani.

3. GREUTATE

Dacă lungimea și timpul sunt caracteristici fundamentale ale timpului și spațiului, atunci masa este o caracteristică fundamentală a materiei. Toate corpurile au masă: solidă, lichidă, gazoasă; diferite ca mărime (de la 10–30 la 1050 kg), prezentate în Fig. 9.

Fig.9. Gama de măsurare a masei obiectelor din Univers

Masa caracterizează proprietățile egale ale materiei.

O persoană își amintește masa corpurilor într-o varietate de situații: atunci când cumpără produse alimentare, în jocuri sportive, construcții... - în toate tipurile de activități există un motiv pentru a se întreba despre masa unui anumit corp. Masa nu este mai puțin o cantitate misterioasă decât timpul. Standardul de masă de 1 kg, din 1884, este un cilindru de platină-iridiu depozitat în Camera Internațională de Greutăți și Măsuri de lângă Paris. Camerele naționale de greutăți și măsuri au copii ale unui astfel de standard.
Un kilogram este o unitate de masă egală cu masa kilogramului standard internațional.
Kilogram (din cuvinte franceze kilogram – mie și gram – măsură mică). Kilogram aproximativ egal cu masa 1 l apă curată la 15 0 C.
Lucrul cu un standard de masă real necesită o grijă deosebită, deoarece atingerea pensei și chiar impactul aerul atmosferic poate duce la o modificare a masei etalonului. Determinarea masei obiectelor cu un volum proporțional cu volumul standardului de masă poate fi efectuată cu o eroare relativă de ordinul 10-9 kg.

4. DISPOZITIVE FIZICE

Instrumentele fizice sunt folosite pentru a efectua diferite tipuri de cercetări și experimente. Pe măsură ce fizica s-a dezvoltat, acestea s-au îmbunătățit și au devenit mai complexe (vezi. Aplicație ).
Unele instrumente fizice sunt foarte simple, de exemplu o riglă (Fig. 10), un plumb (o greutate suspendată pe un fir) care vă permite să verificați verticalitatea structurilor, un nivel, un termometru, un cronometru, o sursă de curent. ; motor electric, releu etc.

Fig. 10. Rigla

Experimentele științifice folosesc adesea instrumente și instalații complexe, care s-au îmbunătățit și au devenit mai complexe pe măsură ce știința și tehnologia s-au dezvoltat. Deci, pentru a studia proprietățile particule elementare, incluse în compoziția oricărei substanțe, sunt utilizate acceleratoare - instalații uriașe, complexe, echipate cu multe instrumente diferite de măsurare și înregistrare. În acceleratoare, particulele sunt accelerate la viteze enorme, apropiate de viteza luminii și devin „proiectile” care bombardează materia plasate în camere speciale. Fenomenele care au loc în timpul acestui proces ne permit să tragem concluzii despre structura nucleelor ​​atomice și a particulelor elementare. Accelerator mare creat în 1957 V Orașul Dubna de lângă Moscova are un diametru de 72 m, iar acceleratorul din orașul Serpuhov are un diametru de 6 km (Figura 11).

Fig. 11. Accelerator

La efectuarea observațiilor astronomice se folosesc diverse instrumente. Principalul instrument astronomic este telescopul. Vă permite să obțineți o imagine a soarelui, lunii, planetelor.

5. SISTEMUL METRIC INTERNAȚIONAL DE UNITĂȚI „SI”

Ei măsoară totul: medicii determină temperatura corpului, capacitatea pulmonară, înălțimea și pulsul pacienților; vânzătorii cântăresc produsele, măsoară metri de țesătură; croitorii iau măsurători de la fashioniste; muzicienii mențin cu strictețe ritmul și tempo-ul, numărând barele; farmaciștii cântăresc pulberile și măsoară în sticle suma necesară medicamente; Profesorii de educație fizică nu se despart de o bandă de măsurare și de un cronometru, determinând realizările sportive remarcabile ale școlarilor... Toți locuitorii planetei măsoară, estimează, evaluează, compară, numără, deosebesc, măsoară, măsoară și numără, numără, numără ...
Fiecare dintre noi, fără îndoială, știe că înainte de a măsura, trebuie să stabilim „unitatea cu care veți compara distanța măsurată, sau perioada de timp sau masa”.
Un alt lucru este clar: întreaga lume trebuie să cadă de acord asupra unităților, altfel va apărea o confuzie de neimaginat. În jocuri sunt posibile și neînțelegeri: pasul cuiva este mult mai scurt, al altuia este mai lung (Exemplu: „Vom lua o penalizare din șapte pași”). Oamenii de știință din întreaga lume preferă să lucreze cu un sistem de unități de măsură consistent și logic consistent. La Conferința Generală a Greutăților și Măsurilor din 1960, s-a ajuns la un acord asupra sistemului internațional de unități - Systems International d „Unite” (abreviat „SI units”). Acest sistem include șapte unități de bază măsură și toate celelalte unități de măsură derivate sunt derivate din cele de bază prin înmulțirea sau împărțirea unei unități cu alta fără conversii numerice (Tabelul 2).

masa 2

Unități de măsură de bază „SI”

Sistemul internațional unități este metric . Aceasta înseamnă că multiplii și submultiplii se formează întotdeauna din unități de bază în același mod: prin înmulțirea sau împărțirea cu 10. Acest lucru este convenabil, mai ales când se scriu numere foarte mari și foarte mici. De exemplu, distanța de la Pământ la Soare, aproximativ egală cu 150.000.000 km, poate fi scrisă astfel: 1,5 * 100.000.000 km. Acum să înlocuim numărul 100.000.000 cu 108. Astfel, distanța până la Soare se scrie astfel:

1,5 * 10 8 km = l.5 * 10 8 * 10 3 M = l.5 * 10 8 + 3 m = l.5 * 10 11 m.

Alt exemplu.
Diametrul unei molecule de hidrogen este de 0,00000002 cm.
Numărul 0,00000002 = 2/100.000.000 = 2/10 8. Pentru multiplicitate, numărul 1/10 8 se scrie sub forma 10 –8. Deci, diametrul unei molecule de hidrogen este de 2*10 –8 cm.
Dar, în funcție de intervalul de măsurare, este convenabil să folosiți unități de dimensiuni mai mari sau mai mici. Aceste multipli Și lobară unitățile diferă de cele de bază prin ordine de mărime. Numele cantității principale este rădăcina cuvântului, iar prefixul caracterizează diferența corespunzătoare în ordine.

De exemplu, prefixul „kilo-” înseamnă introducerea unei unități de o mie de ori (3 ordine de mărime) mai mare decât cea de bază: 1 km = 10 3 m.

Tabelul 3 prezintă prefixele pentru formarea multiplilor și submultiplilor.

Tabelul 3

Prefixe pentru formarea multiplilor și submultiplilor zecimali

grad

Consolă

Simbol

Exemple

grad

Consolă

Simbol

Exemple

exajoule, EJ

decibeli, dB

petasecundă, Ps

centimetru, cm

teraherți, THz

milimetru, mm

gigavolt, GV

microgram, mcg

megawați, MW

nanometru, nm

kilogram, kg

10 –12

picofarad, pF

hectopascal, hPa

10 –15

femtometru, fm

decatesla, dT

10 –18

attocoulomb, aCl

Multiplii și submultiplii introduși în acest fel caracterizează adesea obiectele fizice în ordinea mărimii.
Multe mărimi fizice sunt constante - constante (din cuvântul latin constante- constantă, neschimbătoare) (Tabelul 4). De exemplu, temperatura de topire a gheții și temperatura de fierbere a apei, viteza de propagare a luminii și densitățile diferitelor substanțe sunt constante în aceste condiții. Constantele sunt măsurate cu atenție în laboratoarele științifice și introduse în tabele din cărțile de referință și enciclopedii. Tabelele de căutare sunt folosite de oamenii de știință și ingineri.

Tabelul 4

Constante fundamentale

Constant

Desemnare

Sens

Viteza luminii în vid

2.998 * 10 8 m/s

constanta lui Planck

6,626 * 10 –34 J*s

Sarcina electronilor

1.602 * 10 –19 C

Constanta electrica

8.854 * 10 –12 Cl 2 / (N * m2)

Constanta lui Faraday

9,648 * 104 C/mol

Permeabilitatea magnetică a vidului

4 * 10 –7 Wb/(A*m)

Unitatea de masă atomică

1.661 * 10 –27 kg

constanta lui Boltzmann

1,38 * 10 –23 J/K

constanta lui Avogadro

6,02 * 10 23 mol–1

Constante de gaz molar

8,314 J/(mol*K)

Constanta gravitațională

6.672 * 10 –11 N * m2/kg2

Masa electronilor

9.109 * 10 –31 kg

Masa protonilor

1.673 * 10 –27 kg

Masa neutronilor

1.675 * 10 –27 kg

6. UNITĂȚI RUSE NEMETRICE

Ele sunt prezentate în Tabelul 5.

Tabelul 5

Unități rusești nemetrice

Cantitati

Unități

Valoarea în unități SI, multiplii și submultiplii acestora

mile (7 verste)
verst (500 de brazi)
fathom (3 arshins; 7 lire; 100 acri)
ţesut
arshin (4 sferturi; 16 vershok; 28 inchi)
sfert (4 inci)
inch
ft (12 inchi)

304,8 mm (exact)

inch (10 linii)

25,4 mm (exact)

linie (10 puncte)

2,54 mm (exact)

punct

254 microni (exact)

aspect pătrat
zeciuială
brânză pătrată
brată cubică
cubic arshin
inch cub

Capacitate

găleată
sfert (pentru solide în vrac)
cvadruplu (8 granate; 1/8 sfert)
granate
Berkovets (10 puds)
pud (40 de lire sterline)
liră (32 de loturi; 96 de bobine)
lot (3 bobine)
bobină (96 părți)
acțiune

Forță, greutate

Berkovets (163.805 kgf)
pud (16,3805 kgf)
lb (0,409512 kgf)
lot (12,7973 gs)
bobină (4,26575 gf)
cotă (44,4349 mg)

* Numele unităților rusești de forță și greutate au coincis cu numele unităților rusești de masă.

7. MĂSURAREA MĂSURILOR FIZICE

Practic, orice experiment, orice observație în fizică este însoțită de măsurarea mărimilor fizice. Mărimile fizice sunt măsurate cu instrumente speciale. Multe dintre aceste dispozitive vă sunt deja cunoscute. De exemplu, o riglă (Fig. 7). Puteți măsura dimensiunile liniare ale corpurilor: lungime, înălțime și lățime; ceas sau cronometru - ora; folosind cântare pârghii, masa corpului se determină comparând-o cu masa greutății luată ca unitate de masă. Un pahar vă permite să măsurați volume de corpuri lichide sau granulare (substanțe).

De obicei, dispozitivul are o scară cu linii. Distanțele dintre două linii, lângă care sunt scrise valorile unei mărimi fizice, pot fi împărțite suplimentar în mai multe diviziuni, neindicate prin numere. Diviziunile (spațiile dintre linii) și numerele sunt scara dispozitivului. Pe scara dispozitivului, de regulă, există o unitate de cantitate (nume) în care este exprimată mărimea fizică măsurată. În cazul în care numerele nu sunt opuse fiecărei lovituri, se pune întrebarea: cum să aflați valoarea numerică a valorii măsurate dacă nu poate fi citită pe scară? Pentru a face acest lucru trebuie să știți pret de diviziune la scaravaloarea celei mai mici diviziuni la scară a dispozitivului de măsurare.

Atunci când selectați instrumentele pentru măsurători, este important să luați în considerare limitele de măsurare. Cel mai adesea, există dispozitive cu doar unul - limita superioară de măsurare. Uneori există dispozitive cu două limite. Pentru astfel de dispozitive, diviziunea zero este situată în interiorul scalei.

Să ne imaginăm că conducem într-o mașină, iar acul vitezometrului se oprește vizavi de marcajul „70”. Poți fi sigur că viteza mașinii este exact de 70 km/h? Nu, pentru că vitezometrul are o eroare. Puteți spune, desigur, că viteza mașinii este de aproximativ 70 km/h, dar acest lucru nu este suficient. De exemplu, distante de franare mașina depinde de viteză, iar „aproximația” ei poate duce la un accident. Prin urmare, producătorul stabilește cel mai mare eroare vitezometruși îl indică în pașaportul acestui dispozitiv. Valoarea erorii vitezometrului vă permite să determinați în ce limite se află valoarea reală a vitezei vehiculului.

Lăsați eroarea vitezometrului indicată în pașaport să fie de 5 km/h. În exemplul nostru, să găsim diferența și suma citirii vitezometrului și eroarea acestuia:

70 km/h – 5 km/h = 65 km/h.
70 km/h + 5 km/h = 75 km/h.

Fără a cunoaște valoarea adevărată a vitezei, putem fi siguri că viteza mașinii nu este mai mică de 65 km/h și nu mai mare de 75 km/h. Acest rezultat poate fi scris folosind semnele " < „(mai mic sau egal cu) și „ > „(mai mare sau egal cu): 65 km/h < viteza masinii < 75 km/h.

Trebuie luat în considerare faptul că atunci când vitezometrul arată 70 km/h, viteza reală se poate dovedi a fi de 75 km/h. De exemplu, studiile au arătat că, dacă o mașină de pasageri se deplasează pe asfalt ud cu o viteză de 70 km/h, distanța sa de frânare nu depășește 46 m, iar la o viteză de 75 km/h distanța de frânare crește la 53 m.
Exemplul dat ne permite să tragem următoarea concluzie: toate instrumentele au o eroare ca urmare a măsurării, este imposibil să se obțină valoarea adevărată a valorii măsurate; Puteți indica intervalul doar sub forma unei inegalități căreia îi aparține valoarea necunoscută a unei mărimi fizice.
Pentru a trece limitele acestei inegalități, este necesar să cunoașteți eroarea dispozitivului.

X- etc < X< X+ etc.

Eroare de măsurare X Eroarea dispozitivului nu este niciodată mai mică de aprox.
Adesea, indicatorul instrumentului nu coincide cu linia scalei. Atunci este foarte dificil să determinați distanța de la cursă la indicator. Iată un alt motiv pentru eroarea numită eroare de numărare . Această eroare de citire, de exemplu, pentru un vitezometru, nu depășește jumătate din valoarea diviziunii.

Studiul fenomenelor fizice și modelele lor, precum și utilizarea acestor modele în practica umană, este asociată cu măsurarea cantităților fizice.

O mărime fizică este o proprietate care este comună calitativ multor obiecte fizice ( sisteme fizice, stările și procesele lor care au loc în ele), dar individual cantitativ pentru fiecare obiect.

O mărime fizică este, de exemplu, masa. Diferite obiecte fizice au masă: toate corpurile, toate particulele de materie, particulele câmp electromagnetic etc. Calitativ, toate realizările specifice ale masei, adică masele tuturor obiectelor fizice, sunt aceleași. Dar masa unui obiect poate fi de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât masa altuia. Și în acest sens cantitativ, masa este o proprietate care este individuală pentru fiecare obiect. Mărimile fizice sunt, de asemenea, lungimea, temperatura, intensitatea câmpului electric, perioada de oscilație etc.

Implementările specifice ale aceleiași mărimi fizice sunt numite mărimi omogene. De exemplu, distanța dintre pupilele ochilor tăi și înălțimea turnul Eiffel exista realizari specifice aceleiasi marimi fizice – lungime si deci sunt marimi omogene. Masa acestei cărți și masa satelitului Pământului „Cosmos-897” sunt, de asemenea, mărimi fizice omogene.

Mărimile fizice omogene diferă între ele ca mărime. Mărimea unei mărimi fizice este

conţinut cantitativ în acest obiect proprietăți corespunzătoare conceptului de „cantitate fizică”.

Dimensiunile cantităților fizice omogene ale diferitelor obiecte pot fi comparate între ele dacă se determină valorile acestor cantități.

Valoarea unei marimi fizice este o evaluare a unei marimi fizice sub forma unui anumit numar de unitati acceptate pentru aceasta (vezi p. 14). De exemplu, valoarea lungimii unui anumit corp, 5 kg este valoarea masei unui anumit corp etc. Un număr abstract inclus în valoarea unei mărimi fizice (în exemplele noastre 10 și 5) se numește valoare numerică. ÎN caz general valoarea X a unei anumite cantităţi poate fi exprimată sub formă de formulă

unde este valoarea numerică a mărimii, unitatea acesteia.

Este necesar să se facă distincția între valorile adevărate și cele reale ale unei mărimi fizice.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice este valoarea unei mărimi care ar reflecta în mod ideal proprietatea corespunzătoare a obiectului în termeni calitativi și cantitativi.

Valoarea reală a unei mărimi fizice este valoarea unei mărimi găsită experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în schimb pentru un scop dat.

Găsirea experimentală a valorii unei mărimi fizice folosind special mijloace tehnice numită măsurare.

Adevăratele valori ale mărimilor fizice sunt de obicei necunoscute. De exemplu, nimeni nu știe adevăratele valori ale vitezei luminii, distanța de la Pământ la Lună, masa electronului, protonului și a altor particule elementare. Nu știm adevărata valoare a înălțimii și greutății noastre corporale, nu știm și nu putem afla adevărata valoare a temperaturii aerului din camera noastră, lungimea mesei la care lucrăm etc.

Cu toate acestea, folosind mijloace tehnice speciale, este posibilă determinarea reală

valorile tuturor acestor și multor alte cantități. Mai mult, gradul de aproximare a acestor valori reale la valori adevărate mărimile fizice depind de perfecţiunea instrumentelor tehnice de măsură folosite.

Instrumentele de măsurare includ măsuri, instrumente de măsurare etc. O măsură este înțeleasă ca un instrument de măsurare conceput pentru a reproduce o cantitate fizică de o dimensiune dată. De exemplu, o greutate este o măsură a masei, o riglă cu diviziuni milimetrice este o măsură a lungimii, un balon de măsurare este o măsură a volumului (capacitatei), element normal- o măsură a forței electromotoare, un oscilator cu cuarț - o măsură a frecvenței oscilațiilor electrice etc.

Un dispozitiv de măsurare este un instrument de măsurare conceput pentru a genera un semnal de informație de măsurare într-o formă accesibilă percepției directe prin observare. Instrumentele de măsurare includ un dinamometru, un ampermetru, un manometru etc.

Există măsurători directe și indirecte.

Măsurarea directă este o măsurătoare în care valoarea dorită a unei mărimi este găsită direct din datele experimentale. Măsurătorile directe includ, de exemplu, măsurarea masei pe o scară cu brațe egale, a temperaturii - cu un termometru, a lungimii - cu o riglă.

Măsurarea indirectă este o măsurătoare în care valoarea dorită a unei mărimi este găsită pe baza unei relații cunoscute între aceasta și mărimile supuse măsurătorilor directe. Măsurători indirecte sunt, de exemplu, găsirea densității unui corp după masa și dimensiunile sale geometrice, aflarea rezistivității electrice a unui conductor prin rezistența, lungimea și aria secțiunii sale transversale.

Măsurătorile mărimilor fizice se bazează pe diferite fenomene fizice. De exemplu, pentru măsurarea temperaturii se folosește dilatarea termică a corpurilor sau efectul termoelectric, pentru măsurarea masei corpurilor prin cântărire, a fenomenului gravitației etc. Setul de fenomene fizice pe care se bazează măsurătorile se numește principiul măsurării. Principiile de măsurare nu sunt tratate în acest manual. Metrologia se ocupă cu studiul principiilor și metodelor de măsurare, a tipurilor de instrumente de măsurare, a erorilor de măsurare și a altor aspecte legate de măsurători.

Cantitate fizica

Cantitate fizica - proprietate fizică obiect material, fenomen fizic, proces care poate fi caracterizat cantitativ.

Valoarea cantității fizice- unul sau mai multe (în cazul unei mărimi fizice tensorale) numere care caracterizează această mărime fizică, indicând unitatea de măsură pe baza căreia au fost obținute.

Mărimea mărimii fizice- semnificațiile numerelor care apar în valoarea mărimii fizice.

De exemplu, o mașină poate fi caracterizată folosind aceasta cantitate fizica, ca o masă. în care, sens din această cantitate fizică va fi, de exemplu, 1 tonă și mărimea- numărul 1, sau sens va fi de 1000 de kilograme, și mărimea- numărul 1000. Aceeași mașină poate fi caracterizată folosind alta cantitate fizica- viteza. în care, sens din această mărime fizică va fi, de exemplu, un vector de o anumită direcție de 100 km/h și mărimea- numărul 100.

Dimensiunea unei marimi fizice- unitatea de măsură care apare în valoarea mărimii fizice. De regulă, o mărime fizică are multe dimensiuni diferite: de exemplu, lungimea are un nanometru, milimetru, centimetru, metru, kilometru, milă, inch, parsec, an lumină etc. Unele dintre aceste unități de măsură (fără a lua în considerare factorii lor zecimali) pot fi incluși în diverse sisteme de unități fizice - SI, GHS etc.

Adesea, o mărime fizică poate fi exprimată în termeni de alte mărimi fizice mai fundamentale. (De exemplu, forța poate fi exprimată în termeni de masa unui corp și accelerația acestuia.) Care înseamnă în consecință, dimensiunea o astfel de mărime fizică poate fi exprimată prin dimensiunile acestor mărimi mai generale. (Dimensiunea forței poate fi exprimată în termeni de dimensiuni de masă și accelerație.) (Adesea, o astfel de reprezentare a dimensiunii unei anumite mărimi fizice prin dimensiunile altor mărimi fizice este o sarcină independentă, care în unele cazuri are propriul său sens și scop.) Dimensiunile unor astfel de cantități mai generale sunt adesea deja unități de bază unul sau altul sistem de unități fizice, adică cele care ele însele nu mai sunt exprimate prin alții, chiar mai general cantități.

Exemplu.
Dacă puterea mărimii fizice este scrisă ca

P= 42,3 × 10³ W = 42,3 kW, R este o denumire de litere general acceptată pentru această cantitate fizică, 42,3 × 10³ W- valoarea acestei marimi fizice, 42,3 × 10³- mărimea acestei mărimi fizice.

W- aceasta este o abreviere unul dintre unitățile de măsură ale acestei mărimi fizice (watt). Litera La este desemnarea Sistemului Internațional de Unități (SI) pentru factorul zecimal „kilo”.

Mărimi fizice dimensionale și adimensionale

  • Mărimea fizică dimensională- o mărime fizică, pentru a determina valoarea căreia este necesar să se aplice o unitate de măsură a acestei mărimi fizice. Marea majoritate a mărimilor fizice sunt dimensionale.
  • Mărimea fizică fără dimensiuni- o mărime fizică, pentru a determina valoarea căreia este suficient doar să indice mărimea acesteia. De exemplu, constanta dielectrică relativă este o mărime fizică adimensională.

Mărimi fizice aditive și neaditive

  • Cantitatea fizică aditivă- cantitate fizica, sensuri diferite care pot fi însumate, înmulțite cu un coeficient numeric, împărțite între ele. De exemplu, mărimea fizică masa este o mărime fizică aditivă.
  • Cantitatea fizică non-aditivă- o mărime fizică pentru care însumarea, înmulțirea cu un coeficient numeric sau împărțirea valorilor sale între ele nu are sens fizic. De exemplu, temperatura mărimii fizice este o mărime fizică neaditivă.

Cantități fizice extinse și intensive

Mărimea fizică se numește

  • extensiv, dacă mărimea valorii sale este suma valorilor acestei mărimi fizice pentru subsistemele care alcătuiesc sistemul (de exemplu, volum, greutate);
  • intensiv, dacă mărimea valorii sale nu depinde de dimensiunea sistemului (de exemplu, temperatură, presiune).

Unele mărimi fizice, cum ar fi momentul unghiular, aria, forța, lungimea, timpul, nu sunt nici extensive, nici intensive.

Mărimile derivate sunt formate din unele cantități extinse:

  • specific cantitatea este o cantitate împărțită la masă (de exemplu, volum specific);
  • molar cantitatea este o cantitate împărțită la cantitatea de substanță (de exemplu, volumul molar).

Mărimi scalare, vectoriale, tensorale

În cazul cel mai general putem spune că o mărime fizică poate fi reprezentată printr-un tensor de un anumit rang (valență).

Sistem de unitati de marimi fizice

Un sistem de unități de mărimi fizice este un set de unități de măsură de mărimi fizice, în care există un anumit număr de așa-numite unități de măsură de bază, iar unitățile de măsură rămase pot fi exprimate prin aceste unități de bază. Exemple de sisteme de unități fizice sunt Sistemul Internațional de Unități (SI), GHS.

Simboluri ale mărimilor fizice

Literatură

  • RMG 29-99 Metrologie. Termeni și definiții de bază.
  • Burdun G. D., Bazakutsa V. A. Unități de mărime fizică. - Harkov: școala Vișcha, .